Cea mai îndepărtată exoplanetă descoperită vreodată de Kepler este… surprinzător de familiară

O exoplanetă la 17.000 de ani lumină de Pământ a fost descoperită ascunsă în datele culese de telescopul spațial Kepler, acum retras.

Este cea mai îndepărtată lume capturată vreodată de observatorul de vânătoare de planete, de două ori distanța față de recordul său anterior. În mod fascinant, exoplaneta este aproape geamănul exact al Jupiter – de masă similară și orbitează la aproximativ aceeași distanță cu distanța lui Jupiter de Soare.

Numit K2-2016-BLG-0005Lb, reprezintă prima exoplanetă confirmată dintr-un set de date din 2016 care a detectat 27 de obiecte posibile folosind o tehnică numită microlensing gravitațional, mai degrabă decât metoda de detectare primară a lui Kepler. Descoperirea a fost înaintată la Anunțuri lunare ale Societății Regale de Astronomiesi este disponibil pe serverul de pre-lansare arXiv.

„Kepler nu a fost niciodată proiectat să găsească planete folosind microlentile, așa că în multe privințe este uimitor că a făcut-o.” a spus astronomul Eamonn Kerins de la Universitatea din Manchester.

Sonda spațială Kepler a jucat un rol esențial în deschiderea câmpului astronomiei exoplanetare. A fost lansat în 2009 și a petrecut aproape 10 ani vânând planete din afara sistemului solar, sau exoplanete. Între timp, observațiile sale au relevat peste 3.000 de exoplanete confirmate și alte 3.000 de candidați.

Tehnica lui este ingenios și înșelător de simplă. Kepler s-a uitat la câmpurile stelare, optimizate pentru a detecta scăderi slabe, regulate, în lumina stelelor, care sugerează că o exoplanetă orbitează în jurul unei stele. Se numește metoda de tranzit și este bună pentru a găsi exoplanete mai mari din apropiere care orbitează în apropierea stelelor lor.

Microlentila este puțin mai complicată, profitând de o particularitate gravitațională și de alinierea aleatorie. Masa unui corp, cum ar fi o planetă, creează o curbură gravitațională a spațiu-timpului în jurul său. Dacă acea planetă trece apoi în fața unei stele, spațiu-timpul curbat acționează în esență ca o lupă care strălucește lumina de la stea foarte slab și pentru scurt timp.

Microlensele gravitaționale sunt foarte eficiente în găsirea exoplanetelor la distanțe mari de Pământ, orbitând stelele lor la distanțe destul de mari, până la mase planetare foarte mici. Cea mai îndepărtată exoplanetă galactică descoperită până în prezent a fost surprinsă prin microlensing, o lume cu masă pământească aflată la 25.000 de ani lumină distanță.

Întrucât Kepler este optimizat pentru detectarea schimbărilor în lumina stelelor, o echipă de cercetători condusă de Universitatea din Manchester s-a gândit recent să analizeze datele Kepler pentru evenimentele de microlensare, dintr-o fereastră de observare pe parcursul mai multor luni în 2016. Ei au identificat 27 de evenimente, dintre care cinci au fost complet nou, neidentificat încă în datele de la telescoapele de la sol.

„Pentru a vedea efectul, aveți nevoie de o aliniere aproape perfectă între sistemul planetar din prim-plan și o stea de fundal.” a explicat Kerins.

„Probabilitatea ca o stea de fundal să fie afectată în acest fel de o planetă este de la zeci până la sute de milioane la unu. Dar există sute de milioane de stele spre centrul galaxiei noastre. Așa că Kepler a stat și le-a urmărit timp de trei luni.”

Unul dintre cele cinci evenimente a fost K2-2016-BLG-0005Lb și părea promițător pentru o exoplanetă care orbitează o stea. Așa că echipa a căutat seturi de date din cinci sondaje la sol care au privit aceeași bucată de cer în momentul în care se afla Kepler, pentru a le corobora semnalul.

Ei au descoperit că Kepler a observat semnalul puțin mai devreme și pentru puțin mai mult decât cele cinci citiri de la sol. Acest set de date combinat a permis echipei să determine că exoplaneta are aproximativ 1,1 ori masa lui Jupiter, orbitând în jurul stelei sale la o distanță circulară de 4,4 unități astronomice. Distanța medie de la Jupiter la Soare este de 5,2 unități astronomice.

„Diferența de perspectivă dintre Kepler și observatorii de aici pe Pământ ne-a permis să triangulăm unde se află sistemul planetar de-a lungul liniei noastre de vedere”, spuse Kerins.

„Kepler a reușit, de asemenea, să observe vremea sau lumina zilei fără întrerupere, ceea ce ne-a permis să determinăm cu exactitate masa exoplanetei și distanța orbitală a acesteia față de steaua gazdă. În esență, este geamănul identic al lui Jupiter în ceea ce privește masa și poziția față de Soare. care reprezintă aproximativ 60% din masa propriului nostru Soare”.

Deși în prezent nu avem mai multe date despre sistem, această descoperire are implicații pentru căutarea noastră de viață extraterestră. Există dovezi care sugerează că Jupiter ar fi putut fi esențial în condițiile care au permis Pământului să apară și să prospere pe Pământ; Găsirea de analogi ai lui Jupiter care orbitează stelele îndepărtate ar putea fi o modalitate de a identifica aceste condiții.

Faptul că Kepler, un instrument care nu este conceput pentru microlensing, a fost capabil să efectueze acest tip de detecție, este de bun augur pentru viitoarele instrumente care voi fi proiectat pentru microlensing. Lansarea planificată a telescopului spațial roman Nancy Grace de la NASA în următorii cinci aniva căuta evenimente de microlensing, la fel ca ESA Euclidprogramată pentru lansare anul viitor.

Aceste detectări ar putea revoluționa înțelegerea noastră despre exoplanete.

„Vom învăța cât de tipică este arhitectura propriului nostru sistem solar.” spuse Kerins. „Datele ne vor permite, de asemenea, să ne testăm ideile despre modul în care se formează planetele. Este începutul unui nou capitol interesant în căutarea noastră pentru alte lumi”.

Cercetarea a fost depusă la Anunțuri lunare ale Societății Regale de Astronomie și este disponibil la arXiv.